LVM的基础运用简介（linux-2.6.34）

1 简介

1.1 什么是LVM?

LVM是 Logical Volume Manager(逻辑卷管理)的简写，它由Heinz Mauelshagen在Linux 2.4内核上实现,与传统的磁盘与分区相比,LVM为计算机提供了更高层次的磁盘存储.它使系统管理员可以更方便的为应用与用户分配存储空间.在LVM管理下的存储卷可以按需要随时改变大小与移除.LVM也允许按用户组对存储卷进行管理,允许管理员用更直观的名称(如"sales'、 'development')代替物理磁盘名(如'sda'、'sdb')来标识存储卷.

1.2 为什么使用LVM?

LVM通常用于装备大量磁盘的系统,但它同样适于仅有一,两块硬盘的小系统.

1.2.1 小系统使用LVM的益处

传统的文件系统是基于分区的,一个文件系统对应一个分区这种方式比较直观，但不易改变：

1.不同的分区相对独立,无相互联系,各分区空间很易利用不平衡,空间不能充分利用；

2.当一个文件系统／分区已满时,无法对其扩充,只能采用重新分区／建立文件系统，非常麻烦；或把分区中的数据移到另一个更大的分区中；或采用符号连接的方式使用其它分区的空间,

3.如果要把硬盘上的多个分区合并在一起使用,只能采用再分区的方式,这个过程需要数据的备份与恢复.

当采用LVM时,情况有所不同：

1.硬盘的多个分区由LVM统一为卷组管理，可以方便的加入或移走分区以扩大或减小卷组的可用容量，充分利用硬盘空间；

2.文件系统建立在逻辑卷上，而逻辑卷可根据需要改变大小(在卷组容量范围内)以满足要求；

3.文件系统建立在LVM上，可以跨分区，方便使用；

1.2.2 大系统使用LVM的益处

在使用很多硬盘的大系统中，使用LVM主要是方便管理、增加了系统的扩展性.

在一个有很多不同容量硬盘的大型系统中，对不同的用户的空间分配是一个技巧性的工作，要在用户需求与实际可用空间中寻求平衡.

用户／用户组的空间建立在LVM上，可以随时按要求增大，或根据使用情况对各逻辑卷进行调整.当系统空间不足而加入新的硬盘时，不必把用户的数据从原硬盘迁移到新硬盘，而只须把新的分区加入卷组并扩充逻辑卷即可.同样，使用LVM可以在不停服务的情况下。把用户数据从旧硬盘转移到新硬盘空间中去.

2 LVM构成

2.1 卷组volume group (VG)

卷组是LVM中最高抽象层，是由一个或多个物理卷所组成的存储器池。

2.2 物理卷physical volume (PV)

典型的物理卷是硬盘分区，但也可以是整个硬盘或已创建的Software RAID 卷。

2.3 逻辑卷logical volume (LV)

逻辑卷相当于非LVM系统中的分区，它在卷组上建立，是一个标准的块设备，可以在其上建立文件系统。

2.4 物理块physical extent (PE)

物理卷按大小相等的“块”为单位存储，块的大小与卷组中逻辑卷块的大小相同。

2.5 逻辑块logical extent (LE)

逻辑卷按“块”为单位存储，在一卷组中的所有逻辑卷的块大小是相同的。

LVM的结构简图如下：

hda1 sda1 hdc1 sdc (PV:s 物理卷，一般为分区或整个硬盘)

\ ｜ /

\ ｜ /

volume group (VG 卷组由物理卷组成)

/ | \

/ | \

usrlv rootlv varlv (LV:s 逻辑卷在卷组上创建)

| | |

ext2 reiserfs xfs (建立在逻辑卷上的文件系统)

3.LVM的操作.

注:

在linux2.6.34内核下使用lvm,首先应该编译2.6.34内核.由于lvm对linux2.4以上版本都支持,所以在编译内核时没有特定的配置选项.在make menuconfig步骤中,将Device Drivers---->Multiple devices driver support (RAID and LVM)中的RAID support,Autodetect RAID arrays during kernel boot,Device mapper support,Mirror target,Zero
target这几个选项选中.然后就开始编译内核.编译完成过后,进入内核2.6.34.安装LVN2,比如在debian6中,直接运行apt-get install lvm2.再选择yes就顺利安装上lvm工具了.

3.1 建立PV

为把一个磁盘或分区作为PV，首先应使用 pvcreate 对其初始化，

运行lvm。进入lvm软件

root@deiban:~# lvm

lvm> help            ;运行help查看lvm对应的各个命令；

lvm>lvmdiskscan            ;首先运行lvmdiskscan,查看可以作为物理卷的设备；

lvm>pvcreate /dev/ram14

lvm>pvcreate /dev/ram15        ；将以上两个分区作为PV

pvcreate PV1 [ PV2 ... ]；它的参数可以是整个磁盘、分区，也可以是一loop设备。

3.2 建立VG

在使用pvcreate 建立了PV后，可以用vgcreate 建立卷组，如有PV1、PV2分别是/dev/ram14与/dev/ram15，使用

lvm> vgcreate mytestvg /dev/ram14 /dev/ram15

将建立一个名为mytestvg的卷组，它由两个PV：/dev/ram14与/dev/ram15组成。vgcreate的一般用法为：

lvm> vgcreate [options] VG_name PV1 [PV2 ...]

其中的可选项包括设置VG最大支持的LV数、PE大小(缺省为4MB)等。

3.3 激活VG

在被激活之前，VG与LV是无法访问的，这时可用命令：

lvm> vgchange -a y mytestvg        ;此时已经激活mytestvg，并且它会显示0 logical volume(s) in volume group "mytestvg" mow active.因为此时还没有创建逻辑卷。

激活所要使用的卷组。

当不再使用VG时，可用

lvm> vgchange -a n mytestvg

使之不再可用。

vgchange可用来设置VG的一些参数，如是否可用( -a [y|n]选项)、支持最大逻辑卷数等。

3.4 移除VG

在移除一卷组前应确认卷组中不再有逻辑卷，首先休眠卷组：

lvm> vgchange -a n mytestvg

然后可用vgremove移除该卷组：

lvm> vgremove mytestvg            ;结果显示 Volume group "mytestvg" successfully removed.

3.5 为VG增加新PV

当卷组空间不足时，可以加入新的物理卷来扩大容量，这时可用命令vgextend，如

lvm> vgextend mytestvg /dev/hdc1

其中/dev/hdc1是新的PV，当然在这之前，它应使用pvcreate初始化。

3.6 从VG移除PV

在移除PV之前，应确认该PV没用被LV使用，这可用命令pvdisplay查看，如：

lvm> pvdisplay /dev/ram14

  --- Physical volume ---

  PV Name               /dev/ram14

  VG Name               mytestvg

  PV Size               16.00 MiB / not usable 4.00 MiB

  Allocatable           yes

  PE Size               4.00 MiB

  Total PE              3

  Free PE               3

  Allocated PE          0

  PV UUID               RkDRHl-sNiu-qkbq-ZNKB-VE9G-FAhj-KxSl9c

如这个PV仍在被使用，则应把数据传移到其它PV上。在确认它未被使用后，可用命令vgreduce把它从VG中删除，如：

# vgreduce mytestvg /dev/ram14

3.7 创建LV

在创建逻辑卷前，应决定LV使用哪些PV，这可用命令vgdisplay与pvdisplay查看当前卷组与PV的使用情况。在已有的卷组上创建逻辑卷使用命令lvcreate，如：

lvm>lvcreate -L 24M -n mylv mytestvg

在创建逻辑卷后，就可在其上创建文件系统并使用它。

命令lvcreate的常用方法：

lvcreate [options] -n 逻辑卷名 卷组名 [PV1 ... ]

其中的常用可选项有：

"-i Stripes ：采用交错(striped)方式创建LV，其中Stripes指卷组中PV的数量。

"-I Stripe_size ：采用交错方式时采用的块大小(单位为KB)，Stripe_size必须为2的指数：2N ，N=2,3...9。

"-l LEs ：指定LV的逻辑块数。

"-L size ：指定LV的大小，其后可以用K、M、G表示KB、MB、GB。

"-s ：创建一已存在LV的snapshot卷。

"-n name ：为LV指定名称。

注：

1:

lvm> vgdisplay mytestvg | grep "Total PE"

Total PE 10230

lvm>lvcreate -l 10230 mytestvg -n mylv

将使用卷组mytestvg的全部空间创建逻辑卷mylv。

2:

lvm>lvdisplay 可以查看当前mylv的详细信息。

3.7.1创建文件系统

在LV mylv创建后，就可在其上建立文件系统，如果不创建文件系统，则本lv无法挂载。

如，ext2/ext3系统：

# mke2fs /dev/mytestvg/mylv

如，reiserfs：

＃ mkreiserfs /dev/mytestvg/mylv

3.7.2 测试文件系统

挂载LV：

# mount /dev/mytestvg/mylv /mnt

# df

则可以显示挂在信息。

还可以通过/mnt访问LV中的数据。

3.8 删除LV

为删除一个逻辑卷，必须首先从系统卸载其上的文件系统，然后可用lvremove删除，如：

# umount /dev/mytestvg/mylv

# lvremove /dev/mytestvg/mylv

lvremove -- do you really want to remove "/dev/mytestvg/mylv"? [y/n]: y

lvremove -- doing automatic backup of volume group "mytestvg"

lvremove -- logical volume "/dev/mytestvg/mylv" successfully removed

3.9 扩展LV

  可以指定扩展部分的位置（也就是，用哪些 PV 提供新的空间）；只需将希望使用的 PV 附加在命令后面。

  即可以先将/dev/sda1加入vg，然后运用lvextend  /dev/mytestvg/mylv /dev/sda1.若指定后面的PV，则不需要提供-LXXM这个参数。

为逻辑卷增加容量可用使用lvextend，即可以指定要增加的尺寸也可以指定扩容后的尺寸，如

# lvextend -L24M /dev/mytestvg/mylv

lvextend -- extending logical volume "/dev/mytestvg/mylv" to 24M

lvextend -- doing automatic backup of volume group "mytestvg"

lvextend -- logical volume "/dev/mytestvg/mylv" successfully extended

将扩大逻辑卷mylv的容量为24M。

# lvextend -L+8M /dev/myestvg/mylv

lvextend -- extending logical volume "/dev/mytestvg/mylv" to 32M

lvextend -- doing automatic backup of volume group "mytestvg"

lvextend -- logical volume "/dev/mytestvg/mylv" successfully extended

将为LV mylv再增大容量8M至32M。

为LV扩容的一个前提是：LV所在的VG有足够的空闲存储空间可用。

在为LV扩容之后，应同时为LV之上的文件系统扩容，使二者相匹配。对不同的文件系统有相对应的扩容方法。

3.9.1 ext2/ext3

除非内核已有ext2online 补丁，否则在改变ext2/ext3文件系统的大小时应卸载它：

# umount /dev/mytestvg/mylv

# resize2fs /dev/mytestvg/mylv

# mount /dev/myestvg/mylv /home

这里假设mylv安装点为/home。在es2fsprogs-1.19或以上版本中包含resize2fs命令。

在LVM发行包中有一个称为e2fsadm的工具，它同时包含了lvextend与resize2fs的功能，如：

# e2fsadm -L+1G /dev/mytestvg/mylv

等价于下面两条命令：

# lvextend -L+1G /dev/mystvg/mylv

# resize2fs /dev/mytestvg/mylv

但用户仍需首先卸载文件系统。

3.9.2 reiserfs

与ext2不同，Reiserfs不必卸载文件系统，如：

# resize_reiserfs -f /dev/myestvg/mylv

3.10 缩小LV

逻辑卷可扩展同样也可缩小，但应在缩小LV之前首先减小文件系统，否则将可能导致数据丢失。

3.10.1 ext2/ext3

可以使用LVM的工具e2fsadm操作，如：

# umount /home

# e2fsadm -L-1G /dev/mytestvg/mylv

# mount /home

如果采用resize2fs，就必须知道缩少后卷的块数：

# umount /home

# resize2fs /dev/mytestvg/mylv 524288

# lvreduce -L-1G /dev/mytestvg/mylv

# mount /home

3.10.2 reiserfs

在缩小reiserfs时，应首先卸载它，如：

# umount /home

# resize_reiserfs -s-1G /dev/mytestvg/mylv

# lvreduce -L-1G /dev/mytestvg/mylv

# mount -treiserfs /dev/mytestvg/mylv /home

4　使用snapshot备份数据

4.1 使用snapshot 做备份

例如我们要对卷组"mytestvg"进行数据库备份，就要采用snapshot类型的卷组。这种卷组是其它卷组的一个只读拷贝，它含有在创建snapshot卷组时原卷组的所有数据，这意味你可以备份这个卷组而不用担心在备份过程中数据会改变，也不需要暂时关闭数据库卷以备份。

# lvcreate -L50M -s -p r -n lvmbackup /dev/mytestvg/mylv    ；此处lvmbackup为数据备份；

lvcreate -- WARNING: the snapshot must be disabled if it gets full

lvcreate -- INFO: using default snapshot chunk size of 64 KB for "/dev/mytestvg/lvmbackup"

lvcreate -- doing automatic backup of "tmytestvg"

lvcreate -- logical volume "/dev/mytestvg/lvmbackup" successfully created

注：-L 50M  是指定快照卷变化的大小

    -s  说明创建的是快照卷

    -p    r 创建的快照卷是只读的，防止用户在快照卷创建文件，快照可以卷仅仅是让我们获得一个备份路径

    -n   lvmsnap   给快照卷起的名字

        /dev/myvol/mylv1   对哪个逻辑卷创建快照卷，此处在卷组myvol下的逻辑卷mylv1创建

4.2 安装snapshot卷

现在可以安装该卷：

# mkdir /mnt/mytestvg/dbbackup

# mount /dev/mytestvg/lvmbackup /mnt/mytestvg/dbbackup

mount: block device /dev/mytestvg/lvmbackup is write-protected, mounting read-only

从上面可以看出，snapshot卷是只读的。

当使用XFS文件系统时，mount命令要使用nouuid与norecovery选项：

# mount /dev/mytestvg/lvmbackup /mnt/mytestvg/dbbackup -o nouuid,norecovery,ro

4.3 备份数据

如采用tar向磁带备份：

# tar -cf /dev/rmt0 /mnt/mytestvg/dbbackup

//tar -zcvfP /home/hs/Desktop/123 /mnt/dbback/lost+found/1.txt

4.4 删除snapshot 卷

在完成备份后，就可卸载并删除snapshot卷。

# umount /mnt/mytestvg/dbbackup

# lvremove /dev/test_vg/dbbackup

lvremove -- do you really want to remove "/dev/mttestvg/lvmbackup"? [y/n]: y

lvremove -- doing automatic backup of volume group "mytestvg"
lvremove -- logical volume "/dev/mttestvg/lvmbackup" successfully removed

注：1.不管是lv,还是快照，都是从现有的vg中分配空间，所以加入lvcreate出现空间不足时，只需将某一空闲磁盘块Pv一下，然后在加入vg就可以使用了

       2. 在lv扩展时，可以指定扩展到某一磁盘上。具体代码如下

             pvcreate /dev/sda1                               //   /dev/sda1为目标磁盘。

             vgextend   testvg  /dev/sda1

            lvextend -LxxxxM  /det/testvg/mylv  /dev/sda1   //   其中，xxxxM就是/dev/sda1的大小。